В условиях санкционного давления ряд инструментов и технологий, необходимых российской промышленности, стал недоступен. В том числе это сенсоры для неразрушающего контроля, используемые в разных областях – от добычи полезных ископаемых до машино- и судостроения, а также для контроля продукции, созданной с помощью 3D-печати. К разработке отечественных сенсоров и, в перспективе, лабораторного детектора приступают учёные молодёжной лаборатории «Микроэлектроника мультиспектральной квантовой интроскопии» Томского государственного университета. Новое подразделение создано в ТГУ после победы в конкурсе Минобрнауки РФ, проведённого в рамках нацпроекта «Наука и университеты».
В работе лаборатории основной акцент будет сделан на разработку энергодисперсионных систем неразрушающего контроля малоконтрастных дефектов в полимерных композитах и изделиях из них.
– Объясняется это активным развитием технологий производства композиционных материалов на основе высокотехнологичных полимеров (High Performance Polymers), – говорит руководитель лаборатории, учёный ТГУ и ИФПМ СО РАН Павел Космачев. – Они отличаются высокой удельной прочностью и жесткостью, способны работать при повышенных температурах, поэтому наиболее востребованы в таких высокотехнологичных отраслях, как космическая, авиационная промышленность. При этом на этапе производства очень важно контролировать структуру деталей и узлов, где в условиях больших толщин и сложного армирования традиционные методы неразрушающего контроля оказываются практически бессильны.
Для решения этой задачи будут разработаны энергодисперсионные системы неразрушающего контроля малоконтрастных дефектов. Обнаружить их рентгеновскими методами, дающими черно-белую картинку, бывает крайне сложно. А сенсоры, разработанные в ТГУ, будут давать изображение в разных энергетических спектрах, что позволит выявлять слабоконтрастные включения. Наряду с этим учёные создадут методики обработки и анализа изображений, а также лабораторный детектор.
В задачи лаборатории входит и разработка сенсоров для спектрометрии и спектральных систем визуализации разных типов излучения. В России до настоящего времени отечественных разработок такого плана не было, использовались исключительно зарубежные сенсоры. Одной из областей их применения является добывающая отрасль. Например, спектрометры – основной аналитический инструмент в геологии и горнодобывающей промышленности. Помимо этого, такие инструменты необходимы для контроля качества продукции, созданной с помощью аддитивных технологий.
Для создания новых отечественных сенсоров будет использован большой научный задел, созданный радиофизиками ТГУ. В том числе важную роль сыграют данные, которые учёные получают сейчас в рамках проекта «Разработка фундаментальных основ физики и технологии радиационностойких полупроводниковых структур и создание на их основе многоэлементных детекторов для обеспечения исследований и исследовательской инфраструктуры синхротронного центра 4+ поколения «СКИФ» и других «мегасайенс» проектов в России». Исследования проводятся при поддержке мегагранта правительства РФ.
– По сути, на базе новой лаборатории будет происходить трансфер научных знаний, полученных в рамках этого проекта, в прикладные инструменты и технологии для российской микроэлектроники, – объясняет участник проекта, научный сотрудник лаборатории детекторов синхротронного излучения ТГУ Антон Тяжев.
Добавим, что в новой лаборатории, созданной в Томском госуниверситете, ставка сделана на молодых учёных. Средний возраст сотрудников – около 33 лет. Проект рассчитан на три года с возможностью продления. Разработки для отечественной микроэлектроники, готовые к промышленному внедрению, учёные вуза представят в 2025 году.